EP0367988A1 - Diaphragm pump - Google Patents

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EP0367988A1
EP0367988A1 EP89118380A EP89118380A EP0367988A1 EP 0367988 A1 EP0367988 A1 EP 0367988A1 EP 89118380 A EP89118380 A EP 89118380A EP 89118380 A EP89118380 A EP 89118380A EP 0367988 A1 EP0367988 A1 EP 0367988A1
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EP
European Patent Office
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wall part
pump
diaphragm
shielding device
connecting rod
Prior art date
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EP89118380A
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EP0367988B1 (en
Inventor
Erich Becker
Heinz Riedlinger
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KNF Neuberger GmbH
Original Assignee
KNF Neuberger GmbH
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Publication date
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Publication of EP0367988B1 publication Critical patent/EP0367988B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0081—Special features systems, control, safety measures
    • F04B43/009—Special features systems, control, safety measures leakage control; pump systems with two flexible members; between the actuating element and the pumped fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms

Definitions

  • the invention relates to a diaphragm pump according to the preamble of claim 1.
  • diaphragm pumps with a pump housing and a pump diaphragm clamped between parts of this pump housing and which is moved by a connecting rod (eg DE-OS 30 05 834) are already known.
  • Such diaphragm pumps are also manufactured in a double version with two pump parts and, for example, an electric motor in between.
  • Such diaphragm pumps have proven themselves well for numerous applications, for example for generating negative pressure or as a compressor.
  • Such pumps equipped with a pump membrane also have disadvantages, particularly with regard to their noise generation.
  • the pump membrane emits not insignificant noises, in particular because of the oscillatory movements imposed on it by the connecting rod, but also because of vibrations occurring on the pump membrane itself.
  • Diaphragm pumps of the type mentioned have been built for a long time and not seldom z. B. used in investigation laboratories and there in the presence of several, often highly precise and concentrated people working noise disturbing. This is especially true if e.g. B. a membrane pump is "driven" from the negative pressure area into the positive pressure area. This can lead to an increase in noise emissions of up to 40% compared to normal pump operation.
  • the solution to this problem according to the invention consists in particular in a diaphragm pump of the type mentioned at the outset that a noise shielding device is provided between the pump diaphragm and the part of the pump housing remote from the pump diaphragm, which protects the pump diaphragm seals off the distant part of the pump housing against the pump diaphragm.
  • the noise shielding device has a flexible, flat wall part, which is preferably attached with its outer edge in the pump housing and expediently with the edge of an approximately central opening on the connecting rod, expediently at the connecting rod head, in such a way that from the noise Shielding device emit at least lower noise-relevant vibrations than from the pump membrane, preferably practically no such vibrations.
  • the noise shielding device has an elastic spacer between the wall part and the connecting rod head or the like. This measure further reduces the noise-generating vibrations of the flat wall part of the noise shielding device.
  • the spacer consists of an elastic ring or the like. Made of foam rubber or the like. Resilient and at the same time sound-absorbing material. Then an additional damping of the sound emanating from the pump membrane takes place in the elastic ring made of foam rubber or the like. Sound-absorbing material.
  • the elastic spacer can also consist essentially of elastic projections, ribs or the like which are approximately perpendicular to the plane of the noise shielding device and are attached to the wall part, which is preferably formed by a circular disk.
  • the elastic spacer preferably the elastic projections, can be connected in one piece to the elastic wall part, in particular the pane, and essentially form the noise shielding device.
  • Both a continuous one-piece formation of elastic ring including its projections on the one hand in connection with the flat wall part and an adhesive connection between such parts is possible.
  • the continuous one-piece design simplifies both manufacture and assembly.
  • the gluing of an elastic ring, for example made of foam rubber, to the flat wall part enables the production of a coherent noise shielding device from two different working materials, each with advantageous material properties, and at the same time a simplified assembly.
  • Cooling in the crankcase is possible without increasing and even reducing the noise emission, and this means a longer service life for the pump diaphragm and the ball bearings.
  • a straight line of cooling air through the crankcase and the electric drive motor of the pump motor unit is also possible with two-head in-line pumps.
  • practically no change in the noise emissions emanating from the pump membrane occurs within different operating ranges, e.g. when generating different negative and / or positive pressures.
  • a pump 1 shown in FIG. 1 is designed as a diaphragm pump. It has a pump housing 2, which essentially consists of a crankcase 3, a clamping plate 4 and a head plate 5. A pump membrane 6 is clamped on its outer edge between the clamping plate 4 and the top plate 5. Inlet and outlet ducts 8 and 9 open into the working space 7 delimited by the top plate 4 and the pump diaphragm 6.
  • the pump membrane 6 is connected to a connecting rod head 10, which in turn is attached to a connecting rod 11, which transmits the stroke movement coming from a crank drive 12 to the connecting rod head and the pump membrane.
  • a noise shielding device 13 is now provided between the pump membrane 6 and the part of the pump housing 2 remote from the pump membrane.
  • This shielding device 13 shields the pump-remote part of the pump housing from the pump diaphragm 6 in a sound-absorbing manner. Noises emanating from the pump diaphragm 6 are damped by this shielding device and kept away from the crank chamber 14. Noise emission to the outside is thus prevented even when cooling measures of the crank chamber 14 are provided. The cooling, in turn, enables a longer service life for the diaphragm and bearings.
  • FIG. 1 An embodiment of the noise shielding device 13 is shown in FIG. 1.
  • a membrane-like, flexible wall part 15 is provided, which is kept at a distance from the crank chamber-side underside 17 of the connecting rod head 10 by an elastic ring 16.
  • the elastic ring 16 forms a spacer 18.
  • the elastic ring 16 is dimensioned such that the wall part 15 which provides a noise-shielding is prestressed to such an extent that this preload is greater than the pressure alternating loads acting on the wall part 15 which emanate from the pump diaphragm 6.
  • the wall part 15 thus oscillates to match the connecting rod movement, but is virtually free of natural vibrations and thus does not represent a source of noise with respect to the crank chamber 14.
  • the elastic ring is preferably made of foam rubber or the like, as a result of which, on the one hand, the flexibility for the pretensioning of the wall part 15 and, at the same time, a sound-absorbing effect is achieved.
  • the membrane-like wall part 15 is clamped with its outer edge 19 between the crankcase 3 and the clamping plate 4.
  • the wall part 15 has a central opening 20 through which the connecting rod 11 extends. In this area it can also be seen that the inner edge of the wall part 15 rests on a connecting rod shoulder 21 at the opening 20 and is clamped from the other side by a sleeve 22 which is supported on the lower side of the connecting rod head 17.
  • the radial extension of the elastic ring 16 can protrude beyond that of the connecting rod head and, as indicated by dashed lines, can also approach the inner wall of the clamping plate 4. As a result, this noise-damping part is practically a ge The entire clear cross section of the damping part and the shielding part are present.
  • the outer diameter of the connecting rod head is denoted by d and that of the elastic ring by D.
  • FIGS. 2 and 3 show a modified embodiment of a noise shielding device 13a, in which the spacer 18 is integrally connected to the wall part 15 on the side of the connecting rod head 10 facing it.
  • the spacer 18 is formed here by rib-shaped and approximately radially extending elastic projections 23. These projections 23 rest against the shape-matched underside 17a under prestress, so that here too the membrane can practically not be excited by the vibrations of the pump membrane 6. This also ensures here that the damping membrane 14 adopts the stroke movement of the connecting rod 11, but on the other hand does not carry out any natural vibrations.
  • an insert part made of foam rubber or the like which may be in the form of a molded part, can also be provided in order to provide sound absorption in addition to the vibration damping of the wall part 15.
  • the position of the clamping points of the wall part 15 on the one hand on the outer edge 19 and on the other hand in the connecting rod 11 relative to the connecting rod underside 17 or 17a is dimensioned such that the space between the underside 17 or 17a and the relaxed wall part 15 is smaller than the thickness of the spacer 18.
  • the wall part 15 of the noise shielding device 13 can be pre-shaped or arched approximately in the shape of a plate, as can be seen in FIG. 1, but in particular in FIG. 2.
  • This preforming results in defined deformation ratios in the transverse movements occurring due to the connecting rod tilting movement. If one were to deflect a flat wall part in the lateral direction, this would oppose the deflection movement to a much greater rigidity.
  • the plate-shaped preforming reduces these resistance forces opposing the connecting rod deflection movement, since the "stiffness" of the wall part in the side deflection direction is significantly lower.
  • the power requirement for driving the pump is reduced accordingly.
  • the preforming can be achieved at the same time by the prestress provided, so that the wall part can form a flat plate before installation, which is then preformed and pre-stressed accordingly in the installed position. Excess material extension is provided in this plate 15 in the radial direction.

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Abstract

A pump (1) (Fig. 1) is designed as a diaphragm pump and, on the crank case side, has a noise-screening device (13) at a distance from its pump diaphragm (6). Said device seals off in a noise-damping manner that part of the pump casing which is remote from the pump in relation to the pump diaphragm (6). The screening device (13) essentially has a diaphragm-like wall part (15) which is held at a distance under prestress by a resilient ring (16) supported against the underside (17) of the small end (10) of the connecting rod. The prestress is such that natural vibrations of this wall part are avoided by virtue of alternating compressive vibrations of the pump diaphragm (6). The crank case (14) is thereby sealed off in a noise-damping manner, making a cooling facility readily possible without the risk of noise emission to the outside. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a diaphragm pump according to the preamble of claim 1.

Man kennt bereits zahlreiche Membranpumpen mit einem Pum­pengehäuse und einer zwischen Teilen dieses Pumpengehäuses am Rand eingespannten Pumpenmembrane, die von einem Pleuel bewegt wird (z.B. DE-OS 30 05 834). Solche Membranpumpen werden auch in Doppel-Ausführung mit zwei Pumpenteilen und z.B. einem dazwischen liegenden Elektromotor hergestellt. Solche Membranpumpen haben sich für zahlreiche Anwendungs­zwecke gut bewährt, z.B. zum Erzeugen von Unterdruck oder als Verdichter. Jedoch weisen derartige mit einer Pump­membrane ausgerüsteten Pumpen auch noch Nachteile auf, ins­besondere hinsichtlich ihrer Geräuschbildung. Die Pump­membrane strahlt nämlich insbesondere wegen der ihr vom Pleuel aufgezwungenen Oszillationsbewegungen, aber auch wegen an der Pumpmembrane selbst auftretenden Schwingungen, nicht unerhebliche Geräusche ab. Die letztgenannten Schwingungen entstehen aufgrund des während des Ansaug- und Verdichtungsvorganges auftretenden Druckwechsels beim Betrieb der Pumpe.
Um die Geräuschabstrahlung solcher Membranpumpen zu ver­ mindern, hat man bisher den das Pleuel aufnehmenden Kur­belraum verschlossen. Dadurch lassen sich zwar die nach außen dringenden Geräusche vermindern, dafür müssen aber andere Nachteile in Kauf genommen werden. Beispielsweise verhindert ein allseitig geschlossener Kurbelraum dessen gute Kühlung, was zu einer Begrenzung des Maximaldrucks der Pumpmembrane infolge der dann auftretenden Wärmeent­wicklung führt.
Bei den vorerwähnten, in Reihe gebauten zweiköfpigen Pumpen besteht praktisch keine gute Durchlüftungsmöglich­keit und somit keine Kühlmöglichkeit des zwischen den Kurbelgehäusen liegenden Elektromotors.Numerous diaphragm pumps with a pump housing and a pump diaphragm clamped between parts of this pump housing and which is moved by a connecting rod (eg DE-OS 30 05 834) are already known. Such diaphragm pumps are also manufactured in a double version with two pump parts and, for example, an electric motor in between. Such diaphragm pumps have proven themselves well for numerous applications, for example for generating negative pressure or as a compressor. However, such pumps equipped with a pump membrane also have disadvantages, particularly with regard to their noise generation. The pump membrane emits not insignificant noises, in particular because of the oscillatory movements imposed on it by the connecting rod, but also because of vibrations occurring on the pump membrane itself. The latter vibrations arise due to the pressure change occurring during operation of the pump during the suction and compression process.
To ver the noise emission of such diaphragm pumps reduce, the crankcase accommodating the connecting rod has previously been closed. Although this can reduce the outward noise, other disadvantages have to be accepted. For example, a crank chamber that is closed on all sides prevents its good cooling, which leads to a limitation of the maximum pressure of the pump membrane as a result of the heat that then occurs.
In the case of the aforementioned two-headed pumps, there is practically no good ventilation and therefore no cooling of the electric motor located between the crankcases.

Membranpumpen der eingangs erwähnten Art werden bereits seit langer Zeit gebaut und nicht selten z. B. in Unter­suchungslaboratorien eingesetzt und dort wirkt sich in Anwesenheit von etlichen, oft hochpräzise und konzen­triert arbeitenden Personen die Geräuschbildung störend aus. Das gilt insbesondere, wenn z. B. eine Membranpumpe aus dem Unterdruckbereich in den Überdruckbereich "gefahren" wird. Es kann dann zu einer Erhöhung der Geräuschemission von bis zu 40% gegenüber normalem Pumpen­betrieb kommen.Diaphragm pumps of the type mentioned have been built for a long time and not seldom z. B. used in investigation laboratories and there in the presence of several, often highly precise and concentrated people working noise disturbing. This is especially true if e.g. B. a membrane pump is "driven" from the negative pressure area into the positive pressure area. This can lead to an increase in noise emissions of up to 40% compared to normal pump operation.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Membranpumpe der ein­gangs erwähnten Art zu verbessern, daß ihre Geräuscher­zeugung mit vergleichsweise einfachen Mitteln vermindert wird, ohne daß andere Beeinträchtigungen an einer ein- oder zweiköpfigen Pumpe in Kauf genommen werden müssen.It is therefore the task of improving a diaphragm pump of the type mentioned at the outset so that its noise generation is reduced with comparatively simple means without having to accept other impairments on a one- or two-head pump.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Membranpumpe der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß zwischen der Pumpenmembrane und dem pumpen­membranfernen Teil des Pumpengehäuses eine Geräusch- Abschirmeinrichtung vorgesehen ist, die den pumpmembran­ fernen Teil des Pumpengehäuses gegenüber der Pumpen­membrane schalldämpfend abschließt.The solution to this problem according to the invention consists in particular in a diaphragm pump of the type mentioned at the outset that a noise shielding device is provided between the pump diaphragm and the part of the pump housing remote from the pump diaphragm, which protects the pump diaphragm seals off the distant part of the pump housing against the pump diaphragm.

Versuche haben überraschenderweise gezeigt, daß man mit einer solchen geräuschgedämpften Membranpumpe die Ge­räuschabstrahlung auch bei guter Kühlung des Kurbelge­häuses nicht nur kleiner halten kann als bei vergleich­baren Membranpumpen mit offenem Gehäuse, sondern sogar noch merkbar kleiner als bei vergleichbaren, vorbekann­ten Pumpen mit geschlossenem Kurbelgehäuse.Experiments have surprisingly shown that with such a silenced diaphragm pump, the noise emission can not only be kept smaller than with comparable diaphragm pumps with an open housing, but even noticeably smaller than with comparable, known pumps with a closed crankcase, even with good cooling of the crankcase.

Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Mem­branpumpe besteht darin, daß die Geräuschabschirmein­richtung ein biegsames, flaches Wandteil aufweist, das vorzugsweise mit seinem Außenrand im Pumpengehäuse und zweckmäßigerweise mit dem Rand eines etwa zentralen Durchbruchs am Pleuel, zweckmäßigerweise beim Pleuelkopf, befestigt ist derart, daß von der Geräusch-Abschirm­einrichtung zumindest geringere geräuschrelevante Schwingungen ausgehen als von der Pumpenmembrane, vor­zugsweise praktisch keine solche Schwingungen.An advantageous embodiment of the diaphragm pump according to the invention is that the noise shielding device has a flexible, flat wall part, which is preferably attached with its outer edge in the pump housing and expediently with the edge of an approximately central opening on the connecting rod, expediently at the connecting rod head, in such a way that from the noise Shielding device emit at least lower noise-relevant vibrations than from the pump membrane, preferably practically no such vibrations.

Nach einer bevorzugten Ausführung weist die Geräuschab­schirmeinrichtung einen elastischen Abstandhalter zwischen dem Wandteil und dem Pleuelkopf oder dgl. auf. Durch diese Maßnahme werden geräuchbildende Schwingungen des flachen Wandteiles der Geräuschabschirm­einrichtung noch weiter herabgesetzt.
Bei einer solchen Ausbildung der Membranpumpe ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstandhalter aus einem elastische Ring oder dgl. aus Schaumgummi od. dgl. nach­giebigem und gleichzeitig schalldämpfendem Werkstoff besteht. Dann erfolgt auch bereits ein zusätzliches Dämpfen des von der Pumpenmembrane ausgehenden Schalles in dem elatischen Ring aus Schaumgummi oder dgl. schall­dämpfendem Werkstoff.According to a preferred embodiment, the noise shielding device has an elastic spacer between the wall part and the connecting rod head or the like. This measure further reduces the noise-generating vibrations of the flat wall part of the noise shielding device.
With such a design of the diaphragm pump, it is particularly advantageous if the spacer consists of an elastic ring or the like. Made of foam rubber or the like. Resilient and at the same time sound-absorbing material. Then an additional damping of the sound emanating from the pump membrane takes place in the elastic ring made of foam rubber or the like. Sound-absorbing material.

Nach einer etwas abgewandelten Ausführungsform kann der elastische Abstandhalter auch im wesentlichen aus etwa senkrecht zur Ebene der Geräusch-Abschirmeinrichtung stehenden, elastischen Vorsprüngen, Rippen oder dgl. be­stehen, die an dem vorzugsweise durch eine kreisförmige Scheibe gebildeten Wandteil angebracht sind.
Gegebenenfalls kann der elastische Abstandhalter, vorzugs­weise die elastischen Vorsprünge einstückig mit dem ela­stischen Wandteil, insbesondere der Scheibe verbunden sein und im wesentlichen die Geräusch-Abschirmeinrichtung bilden.
Dabei ist sowohl eine durchgehend einstückige Ausbildung von elastischem Ring einschließlich seiner Vorsprünge einerseits in Verbindung mit dem flachen Wandteil als auch eine Klebeverbindung zwischen solchen Teilen möglich. Die durchgehend einstückige Ausbildung vereinfacht sowohl die Herstellung als auch die Montage. Das Verkleben eines bei­spielsweise aus Schaumgummi bestehenden elastischen Ringes mit dem flachen Wandteil ermöglicht die Herstellung einer zusammenhängenden Geräusch-Abschirmeinrichtung aus zwei unterschiedlichen Werktoffen mit jeweils vorteilhaften Werkstoffeigenschaften und gleichzeitig eine vereinfachte Montage.According to a somewhat modified embodiment, the elastic spacer can also consist essentially of elastic projections, ribs or the like which are approximately perpendicular to the plane of the noise shielding device and are attached to the wall part, which is preferably formed by a circular disk.
If necessary, the elastic spacer, preferably the elastic projections, can be connected in one piece to the elastic wall part, in particular the pane, and essentially form the noise shielding device.
Both a continuous one-piece formation of elastic ring including its projections on the one hand in connection with the flat wall part and an adhesive connection between such parts is possible. The continuous one-piece design simplifies both manufacture and assembly. The gluing of an elastic ring, for example made of foam rubber, to the flat wall part enables the production of a coherent noise shielding device from two different working materials, each with advantageous material properties, and at the same time a simplified assembly.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Dabei stellt die Kombination, wonach das flache Wandteil der Geräusch-Abschirmeinrichtung eine Vorspannung erhält, die größer ist als die auf dieses flache Wandteil einwirkenden, von der Arbeitsmembrane aus­gehenden Schwingungsbelastungen, eine besonders vorteil­hafte Ausgestaltung der Erfindung dar. Bei einer derartigen Vorspannung oszilliert nämlich das flache Wandteil der Geräusch-Abschirmeinrichtung praktisch nur noch entspre­chend der Bewegung des mit dem Wandteil verbundenen Pleuel­abschnittes, im übrigen bleibt dieses flache Wandteil jedoch praktisch schwingungsfrei oder wenigstens nahezu schwingungsfrei und es macht somit auch keine oder nur noch geringe geräuschbildende Schwingungen mehr in Richtung des Kurbelraumes.Additional developments of the invention are listed in further subclaims. The combination, according to which the flat wall part of the noise shielding device receives a pretension that is greater than the vibration loads acting on this flat wall part and originating from the working membrane, represents a particularly advantageous embodiment of the invention. With such a pretension the flat oscillates Wall part of the noise shielding device practically only corresponds to the movement of the connecting rod section connected to the wall part, but otherwise this flat wall part remains practically free of vibrations or at least almost free of vibrations and it therefore makes no or only slight noise-producing vibrations in the direction of the crank chamber.

Versuche haben überraschenderweise folgendes ergeben: Bei entsprechender Vorspannung des flachen Wandteiles durch den elastischen Ring kann sogar eine Steigerung der Schallemission praktisch völlig unterbunden werden, die sich beim Betrieb einer Membranpumpe ergibt, die aus dem Unter­druckbereich heraus in den Überdruckbereich hinein arbeitet. Z. B. sind bei einem Ansaugdruck von 0,5 bar absolut und einem Aus­stoß-Überdruck von 3 bar absolut die Druckwechselbelas­tungen während eines Hubes derart groß, daß sich eine Er­höhung der Geräuschemission von bis zu 40 % gegenüber normalem Betrieb ergeben kann. Der durch diese Betriebs­weise bei normalen, bisher bekannten Membranpumpen ausge­löste Anstieg der Schallemission kann bei entsprechender Vorspannung des flachen Wandteils praktisch völlig unter­bunden werden.Experiments have surprisingly shown the following: With a corresponding pre-tensioning of the flat wall part by the elastic ring, an increase in the noise emission can be practically completely prevented, which results from the operation of a diaphragm pump that works from the negative pressure area into the positive pressure area. For example, with an intake pressure of 0.5 bar absolute and an exhaust pressure of 3 bar absolute, the pressure fluctuations during a stroke are so great that there can be an increase in noise emissions of up to 40% compared to normal operation. The increase in noise emission triggered by this mode of operation in normal, previously known diaphragm pumps can be practically completely prevented if the flat wall part is preloaded accordingly.

Dementsprechend ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Pumpe insbesondere folgende Vorteile:
Es ist ohne Erhöhung und sogar bei Verminderung der Schallemission eine Kühlung im Kurbelgehäuse möglich und das bedeutet eine längere Lebensdauer der Pumpenmembrane und der Kugellager. Außerdem ist eine geradlinige Kühl­luftführung durch das Kurbelgehäuse und den elektrischen Antriebsmotor des Pumpen-Motoraggregates auch bei zwei­köpfigen Reihenpumpen möglich. Insbesondere bei ent­sprechender Vorspannung des flachen Wandteiles der Ge­räuschabschirmeinrichtung tritt praktisch keine Änderung der von der Pumpmembrane ausgehenden Schallemissionen innerhalb unterschiedlicher Betriebsbereiche auf, z .B. beim Erzeugen unterschiedlicher Unter- und/oder Über­drücke.Accordingly, the following advantages result in particular from the pump according to the invention:
Cooling in the crankcase is possible without increasing and even reducing the noise emission, and this means a longer service life for the pump diaphragm and the ball bearings. In addition, a straight line of cooling air through the crankcase and the electric drive motor of the pump motor unit is also possible with two-head in-line pumps. In particular with a corresponding pre-tensioning of the flat wall part of the noise shielding device, practically no change in the noise emissions emanating from the pump membrane occurs within different operating ranges, e.g. when generating different negative and / or positive pressures.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­beispiels mit den erfindungswesentlichen Einzelheiten in Verbindung mit der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Membranpumpe;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht einer Geräusch-Abschirmein­richtung mit angedeutetem Pleuelkopf,
  • Fig. 3 eine Aufsicht der in Fig. 2 gezeigten Geräusch-­Abschirmeinrichtung und
  • Fig. 4 eine etwas schematisierte Seitenansicht einer Membranpumpe in Doppel-Ausführung.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with the details essential to the invention in conjunction with the drawing. Show it:
  • Figure 1 is a partially sectioned side view of a diaphragm pump.
  • 2 is a sectional view of a noise shielding device with an indicated connecting rod head,
  • Fig. 3 is a plan view of the noise shielding device shown in Fig. 2 and
  • Fig. 4 is a somewhat schematic side view of a diaphragm pump in a double design.

Eine in Fig. 1 gezeigte Pumpe 1 ist als Membranpumpe ausgebildet. Sie weist ein Pumpengehäuse 2 auf, das im wesentlichen aus einem Kurbelgehäuse 3, einer Einspann­platte 4 sowie einer Kopfplatte 5 besteht. Zwischen der Einspannplatte 4 und der Kopfplatte 5 ist eine Pumpen­membrane 6 an ihrem Außenrand eingespannt.
In den von der Kopfplatte 4 und der Pumpenmembrane 6 abgegrenzten Arbeitsraum 7 münden Ein- und Auslaßkanäle 8 und 9.
Die Pumpenmembrane 6 ist mit einem Pleuelkopf 10 ver­bunden, welcher seinerseits an einem Pleuel 11 ange­bracht ist, welches die von einem Kurbelantrieb 12 kommende Hubbewegung auf den Pleuelkopf und die Pumpen­membrane überträgt.A pump 1 shown in FIG. 1 is designed as a diaphragm pump. It has a pump housing 2, which essentially consists of a crankcase 3, a clamping plate 4 and a head plate 5. A pump membrane 6 is clamped on its outer edge between the clamping plate 4 and the top plate 5.
Inlet and outlet ducts 8 and 9 open into the working space 7 delimited by the top plate 4 and the pump diaphragm 6.
The pump membrane 6 is connected to a connecting rod head 10, which in turn is attached to a connecting rod 11, which transmits the stroke movement coming from a crank drive 12 to the connecting rod head and the pump membrane.

Erfindungsgemäß ist nun zwischen der Pumpenmembrane 6 und dem pumpenmembranenfernen Teil des Pumpengehäuses 2 eine Geräusch-Abschirmeinrichtung 13 vorgesehen. Diese Abschirmeinrichtung 13 schirmt den pumpenfernen Teil des Pumpengehäuses gegenüber der Pumpenmembrane 6 schalldämpfend ab. Durch diese Abschirmeinrichtung werden von der Pumpenmembrane 6 ausgehende Geräusche gedämpft und vom Kurbelraum 14 ferngehalten. Somit wird auch bei vorgesehenen Kühlmaßnahmen des Kurbelraumes 14 eine Geräuschemission nach außen verhindert. Die Kühlung wiederum ermöglicht eine längere Lebensdauer von Membrane und Lagern.According to the invention, a noise shielding device 13 is now provided between the pump membrane 6 and the part of the pump housing 2 remote from the pump membrane. This shielding device 13 shields the pump-remote part of the pump housing from the pump diaphragm 6 in a sound-absorbing manner. Noises emanating from the pump diaphragm 6 are damped by this shielding device and kept away from the crank chamber 14. Noise emission to the outside is thus prevented even when cooling measures of the crank chamber 14 are provided. The cooling, in turn, enables a longer service life for the diaphragm and bearings.

Eine Ausführungsform der Geräusch-Abschirmeinrichtung 13 ist in Fig. 1 gezeigt. Dabei ist unterhalb des Pleuel­kopfes 10, dem Kurbelraum 14 zugewandt, ein membranartiges, biegsames Wandteil 15 vorgesehen, welches durch einen elastischen Ring 16 auf Abstand zu der kurbelraumseitigen Unterseite 17 des Pleuelkopfes 10 gehalten wird. Der elastische Ring 16 bildet dabei einen Abstandhalter 18. Der elastische Ring 16 ist so bemessen, daß das eine ge­räuschabschirmende bewirkende Wandteil 15 soweit vorgespannt ist, daß diese Vorspannung größer ist als auf das Wandteil 15 einwirkende Druckwechselbelastungen, die von der Pumpen­membrane 6 ausgehen. Das Wandteil 15 oszilliert damit, passend zur Pleuelbewegung, jedoch nahezu eigenschwingungsfrei und stellt somit gegenüber dem Kurbelraum 14 keine Geräuschquelle dar. Dementsprechend wird eine Geräuschemission nach außen weit­gehend verhindert.
Im Ausführungbeispiel nach Fig. 1 besteht der elastische Ring vorzugsweise aus Schaumgummi oder dgl., wodurch in erwünschter Weise einerseits die Nachgiebigkeit für die Vorspannung des Wandteiles 15 und gleichzeitig auch eine schalldämpfende Wirkung erreicht wird.
Das membranartige Wandteil 15 ist mit seinem Außenrand 19 zwischen dem Kurbelgehäuse 3 und der Einspannplatte 4 eingespannt. Das Wandteil 15 weist einen zentralen Durchbruch 20 auf, der von dem Pleuel 11 durchragt wird. In diesem Bereich ist auch erkennbar, daß der innere Rand des Wandteiles 15 bei dem Durchbruch 20 auf einem Pleuelabsatz 21 aufliegt und von der anderen Seite her durch eine sich an der Pleuelkopf-Unterseite 17 abstützenden Hülse 22 eingespannt ist.
Die radiale Erstreckung des elastischen Ringes 16 kann über die des Pleuelkopfes vorstehen und, wie strichliniert angedeutet, auch bis etwa an die Innenwand der Einspann­platte 4 herangehen. Dadurch ist auch durch dieses geräuschdämpfende Teil ein sich praktisch über den ge­ samten lichten Querschnitt erstreckendes Dämpfungsteil und Abschirmteil vorhanden. Der Außendurchmesser des Pleuelkopfes ist hierbei mit d und der des elastischen Ringes mit D bezeichnet.An embodiment of the noise shielding device 13 is shown in FIG. 1. Below the connecting rod head 10, facing the crank chamber 14, a membrane-like, flexible wall part 15 is provided, which is kept at a distance from the crank chamber-side underside 17 of the connecting rod head 10 by an elastic ring 16. The elastic ring 16 forms a spacer 18. The elastic ring 16 is dimensioned such that the wall part 15 which provides a noise-shielding is prestressed to such an extent that this preload is greater than the pressure alternating loads acting on the wall part 15 which emanate from the pump diaphragm 6. The wall part 15 thus oscillates to match the connecting rod movement, but is virtually free of natural vibrations and thus does not represent a source of noise with respect to the crank chamber 14. Accordingly, noise emission to the outside is largely prevented.
In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the elastic ring is preferably made of foam rubber or the like, as a result of which, on the one hand, the flexibility for the pretensioning of the wall part 15 and, at the same time, a sound-absorbing effect is achieved.
The membrane-like wall part 15 is clamped with its outer edge 19 between the crankcase 3 and the clamping plate 4. The wall part 15 has a central opening 20 through which the connecting rod 11 extends. In this area it can also be seen that the inner edge of the wall part 15 rests on a connecting rod shoulder 21 at the opening 20 and is clamped from the other side by a sleeve 22 which is supported on the lower side of the connecting rod head 17.
The radial extension of the elastic ring 16 can protrude beyond that of the connecting rod head and, as indicated by dashed lines, can also approach the inner wall of the clamping plate 4. As a result, this noise-damping part is practically a ge The entire clear cross section of the damping part and the shielding part are present. The outer diameter of the connecting rod head is denoted by d and that of the elastic ring by D.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine abgewandelte Ausführungs­form einer Geräusch-Abschirmeinrichtung 13a, bei der der Abstandhalter 18 auf der dem Pleuelkopf 10 zugewandten Seite des Wandteiles 15 einstückig mit diesem verbunden ist. Der Abstandhalter 18 ist hier durch rippenförmige und etwa radial verlaufende elastische Vorsprünge 23 gebildet. Diese Vorsprünge 23 liegen an der formange­paßten Unterseite 17a unter Vorspannung an, so daß auch hier die Membrane praktisch nicht von den Schwingungen der Pumpenmembrane 6 angeregt werden kann. Somit ist auch hier sichergestellt, daß die Dämpfungsmembrane 14 zwar die Hubbewegung des Pleuels 11 mitmacht, andererseits aber keine Eigenschwingungen durchführt.
Gegebenenfalls kann auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 zusätzlich zu den Abstandhalter-Vorsprüngen 23 ein gegebenenfalls als Formteil ausgebildetes Einsatz­teil aus Schaumgummi oder dgl. vorgesehen sein, um zu­sätzlich zu der Schwingungsdämpfung des Wandteiles 15 auch noch eine Schalldämpfung zu bewirken.FIGS. 2 and 3 show a modified embodiment of a noise shielding device 13a, in which the spacer 18 is integrally connected to the wall part 15 on the side of the connecting rod head 10 facing it. The spacer 18 is formed here by rib-shaped and approximately radially extending elastic projections 23. These projections 23 rest against the shape-matched underside 17a under prestress, so that here too the membrane can practically not be excited by the vibrations of the pump membrane 6. This also ensures here that the damping membrane 14 adopts the stroke movement of the connecting rod 11, but on the other hand does not carry out any natural vibrations.
Optionally, in the embodiment according to FIGS. 2 and 3, in addition to the spacer projections 23, an insert part made of foam rubber or the like, which may be in the form of a molded part, can also be provided in order to provide sound absorption in addition to the vibration damping of the wall part 15.

Um die vorbeschriebene Vorspannung des Wandteiles 15 zu erzielen, ist die Lage der Einspannstellen des Wandteiles 15 einerseits am Außenrand 19 und andererseits beim Pleuel 11 relativ zu der Pleuelunterseite 17 bzw. 17a so bemessen, daß der Zwischenraum zwischen Unterseite 17 bzw. 17a und entspanntem Wandteil 15 kleiner ist als die Dicke des Abstandhalters 18 beträgt.In order to achieve the above-mentioned prestressing of the wall part 15, the position of the clamping points of the wall part 15 on the one hand on the outer edge 19 and on the other hand in the connecting rod 11 relative to the connecting rod underside 17 or 17a is dimensioned such that the space between the underside 17 or 17a and the relaxed wall part 15 is smaller than the thickness of the spacer 18.

In Versuchen hat sich gezeigt, daß beim Betrieb einer Membranpumpe aus dem Unterdruckbereich in den Überdruck­ bereich Druckwechselbelastungen an der Membrane auftreten, die eine Erhöhung der Geräuschemission von bis zu 40% gegenüber einem Normalbetrieb ergeben. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Geräusch-Abschirmeinrichtung 13 oder 13a konnte dieser Anstieg der Schallemission praktisch völlig unterbunden werden.Experiments have shown that when operating a diaphragm pump from the negative pressure area to the positive pressure pressure fluctuations on the membrane occur, which result in an increase in noise emissions of up to 40% compared to normal operation. When using the noise shielding device 13 or 13a according to the invention, this increase in noise emission could be virtually completely prevented.

In Fig. 4 ist schematisch noch eine Doppelpumpe 1a mit zwei Köpfen 24 gezeigt, wobei der Antriebsmotor 25 zwischen den Kurbelgehäusen 3 liegt. Bei dem bisherigen Aufbau solcher Doppelpumpen 1a war wegen der sonst erfolgenden Geräuschemission keine Durchlüftungsmöglichkeit und somit auch keine Kühlmöglichkeit des Antriebsmotors 25 vorhanden. Bei Einsatz der Geräusch-Abschirmeinrichtung 13 bzw. 13a bei den einzelnen Pumpen wird eine Geräuschemission in die jeweiligen Kurbelgehäuse weitgehend unterbunden, so daß jetzt eine durch die Pfeile Pf 1 angedeutete, praktisch gradlinige Kühlluftführung durch die Kurbelgehäuse 3 und den Motor auch bei solchen Reihenpumpen möglich ist. Durch die Kühlmöglichkeit sowohl bei den Einfach- als auch bei den Mehrfachausführungen von solchen Pumpen ist eine längere Lebensdauer insbesondere auch von den Pumpen­membranen 6 und den Lagern möglich.4 schematically shows a double pump 1a with two heads 24, the drive motor 25 being located between the crankcases 3. In the previous design of such double pumps 1 a, because of the otherwise occurring noise emission, there was no possibility of ventilation and therefore no possibility of cooling the drive motor 25. When the noise shielding device 13 or 13a is used in the individual pumps, noise emission in the respective crankcase is largely prevented, so that a practically straightforward cooling air flow through the crankcase 3 and the engine indicated by the arrows Pf 1 is now also possible with such inline pumps is. The possibility of cooling both the single and the multiple designs of such pumps enables a longer service life, in particular also of the pump membranes 6 and the bearings.

Erwähnt sei noch, daß das Wandteil 15 der Geräusch-Abschirm­einrichtung 13 etwa tellerförmig vorgeformt bzw. ausge­wölbt sein kann, wie dies in Fig. 1, insbesondere aber in Fig. 2 erkennbar ist. Durch diese Vorformung ergeben sich bei den auftretenden Querbewegungen durch die Pleuel-­Kippbewegung, definierte Verformungsverhältnisse. Würde man ein ebenes Wandteil in Seitenrichtung auslenken, würde dieses der Auslenkbewegung eine wesentlich größere Steifig­keit entgegensetzen. Die tellerförmige Vorformung reduziert diese der Pleuel-Auslenkbewegung entgegengesetzten Wider­stands-Kräfte, da die "Steifigkeit" des Wandteiles in Seiten-Auslenkrichtung wesentlich geringer ist.It should also be mentioned that the wall part 15 of the noise shielding device 13 can be pre-shaped or arched approximately in the shape of a plate, as can be seen in FIG. 1, but in particular in FIG. 2. This preforming results in defined deformation ratios in the transverse movements occurring due to the connecting rod tilting movement. If one were to deflect a flat wall part in the lateral direction, this would oppose the deflection movement to a much greater rigidity. The plate-shaped preforming reduces these resistance forces opposing the connecting rod deflection movement, since the "stiffness" of the wall part in the side deflection direction is significantly lower.

Entsprechend reduziert sich dadurch der Leistungsbedarf für den Antrieb der Pumpe.
Die Vorformung kann gleichzeitig durch die vorgesehene Vor­spannung erreicht werden, so daß das Wandteil vor dem Einbau eine ebene Platte bilden kann, welche dann in Einbaulage entsprechend vorgeformt und vorgespannt wird. In radialer Richtung ist bei dieser Platte 15 eine überschüssige Materialerstreckung vorgesehen.The power requirement for driving the pump is reduced accordingly.
The preforming can be achieved at the same time by the prestress provided, so that the wall part can form a flat plate before installation, which is then preformed and pre-stressed accordingly in the installed position. Excess material extension is provided in this plate 15 in the radial direction.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All the features shown in the description, the claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

Claims (11)

1. Pumpe mit einem Pumpengehäuse und wenigstens einer Pumpen­membrane, die von einem Pleuel bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pumpenmembrane (6) und dem pumpenmembranfernen Teil des Pumpengehäuses (2) eine Geräusch-Abschirmeinrichtung (13, 13a) vor­gesehen ist, die den pumpenfernen Teile des Pumpenge­häuses gegenüber der Pumpenmembrane (6) schalldämpfend abschließt.1. Pump with a pump housing and at least one pump membrane which is moved by a connecting rod, characterized in that a noise shielding device (13, 13a) is provided between the pump membrane (6) and the part of the pump housing (2) remote from the pump membrane seals the pump-distant parts of the pump housing against the pump diaphragm (6). 2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräusch-Abschirmeinrichtung (13, 13a) ein biegsames, flaches Wandteil (15) aufweist, das vorzugs­weise mit seinem Außenrand (19) im Pumpengehäuse und zweckmäßigerweise mit dem Rand eines etwa zentralen Durchbruches (20) am Pleuel (11) derart befestigt ist, daß von der Geräusch-Abschirmeinrichtung zumindest geringere geräuschrelevante Schwingungen ausgehen als von der Pumpenmembrane (6).2. Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the noise shielding device (13, 13a) has a flexible, flat wall part (15), preferably with its outer edge (19) in the pump housing and expediently with the edge of an approximately central opening ( 20) is attached to the connecting rod (11) in such a way that the noise shielding device emits at least lower noise-relevant vibrations than the pump diaphragm (6). 3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Geräusch-Abschirmeinrichtung (13, 13a) einen elastischen Abstandhalter (18) zwischen dem Wandteil (15) und dem Pleuelkopf (10) oder dgl. Pleuel­teil aufweist.3. Diaphragm pump according to claim 1 or 2, characterized in that the noise shielding device (13, 13a) has an elastic spacer (18) between the wall part (15) and the connecting rod head (10) or the like. Connecting rod part. 4. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (18) aus einem elastischen Ring (16) aus Schaumgummi oder dgl. nachgiebigem und vor­zugsweise gleichzeitig schalldämpfenden Werkstoff be­steht.4. Diaphragm pump according to claim 3, characterized in that the spacer (18) consists of an elastic ring (16) made of foam rubber or the like. Compliant and preferably simultaneously sound-absorbing material. 5. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Abstandhalter (18) im wesentlichen aus etwa senkrecht zur Ebene der Geräusch-Abschirmeinrichtung (13a) stehenden, elastischen Vorsprüngen (23), Rippen oder dgl.besteht, die an dem vorzugsweise durch eine kreisringförmige Scheibe gebildeten Wandteil (15) an­gebracht sind.5. Diaphragm pump according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the elastic spacer (18) consists essentially of approximately perpendicular to the plane of the noise shielding device (13a), elastic projections (23), ribs or the like which are attached to the wall part (15) which is preferably formed by an annular disc. 6. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Abstandhalter (18), vorzugsweise die elastischen Vor­sprünge (23) einstückig mit dem elastischen Wandteil (15), insbesondere der Scheibe verbunden ist bzw. sind und im wesentlichen die Geräusch-Abschirmein­richtung (13a) bilden.6. Membrane pump according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the elastic spacer (18), preferably the elastic projections (23) is or are connected in one piece with the elastic wall part (15), in particular the disc and in essentially form the noise shielding device (13a). 7. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Wand­teil (15) der Geräusch-Abschirmeinrichtung (13, 13a) mit Vorspannung im Pumpengehäuse (2) bzw. beim Pleuel (11) eingespannt ist derart, daß die Vorspannung des Wandteiles (15) größer ist als die auf dieses Wandteil einwirkenden, von der Arbeitsmembrane (6) ausgehenden Schwingungsbelastungen.7. A diaphragm pump according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the flat wall part (15) of the noise shielding device (13, 13a) is clamped in the pump housing (2) or in the connecting rod (11) in such a way that that the pretension of the wall part (15) is greater than the vibrating loads acting on this wall part and originating from the working membrane (6). 8. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am Wandteil (15) der Abschirmeinrichtung (13, 13a) angeordneten elastischen Abstandhalter (18) zur Erzeugung einer Vorspannung an dem Wandteil (15) oder dgl. in ent­spannter Lage eine größere Höhe haben als der Abstand zwischen der Oberseite von dem Wandteil (15) und der Unterseite (17, 17a) des Pleuelkopfes (10) beträgt.8. Diaphragm pump according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the on the wall part (15) of the shielding device (13, 13a) arranged elastic spacers (18) for generating a bias on the wall part (15) or the like. In relaxed position have a greater height than the distance between the top of the wall part (15) and the bottom (17, 17a) of the connecting rod head (10). 9. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche des elastischen Ringes oder dgl. Abstandhalter (18) sich nahezu bis an den äußeren Einspannbereich (19) des Wandteiles (15) erstreckt und vorzugsweise dort dämpfend anliegt oder damit gegebenenfalls verbunden ist.9. Diaphragm pump according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the contact surface of the elastic ring or the like. Spacer (18) extends almost to the outer clamping area (19) of the wall part (15) and preferably bears there damping or connected with it if necessary. 10. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pleuelkopf (10) für die dem Wandteil (15) der Geräusch-Abschirm­einrichtung (13) abgewandten Seite des elastischen Ringes (16) oder dgl. als Abstützung und Einspannfläche dient, wobei vorzugsweise der Durchmesser (D) der dem Wandteil (15) benachbarten Fläche des elastischen Ringes (16) etwas größer ist als der Durchmesser (d) der Einklemmfläche (17) des Pleuelkopfes (10).10. Diaphragm pump according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the connecting rod head (10) for the wall part (15) of the noise shielding device (13) facing away from the elastic ring (16) or the like. As a support and Clamping surface is used, the diameter (D) of the surface of the elastic ring (16) adjacent to the wall part (15) preferably being somewhat larger than the diameter (d) of the clamping surface (17) of the connecting rod head (10). 11. Membranpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (15) der Geräusch-Abschirmeinrichtung (13) etwa in radialer Richtung eine überschüssige Materialerstreckung hat, vorzugweise zumindest in Einbaulage etwa tellerförmig, zweckmäßigerweise zum Kurbelraum (14) hin, ausgeformt ist.11. Diaphragm pump according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the wall part (15) of the noise shielding device (13) has an excess material extension approximately in the radial direction, preferably at least in the installed position approximately plate-shaped, expediently to the crank chamber (14 ) is formed.
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